自整流V型皮托管流量计配套了流量计算机来完成信号采集和流量的补偿修正计算。通过理论模型和试验数据,利用流量计算机的强大运算能力,可以解决煤气流量测量中的小差压测量精度低、现场直管段不足等问题。流量计算机按照JJG 1003中的公式进行煤气物性值的计算。
1、小差压测量
由于冶金企业中的煤气介质工况密度小,流速低,插入式差压流量计测量煤气时,差压值都较小,通常在几十到几百帕。如何提高小差压测量的精度和稳定性,是这类流量计能否成功应用于现场的关键问题。自整流V型皮托管流量计配套的流量计算机采用HART协议数字通讯和小波分析法,大大提高了小差压测量的精度和稳定性。
传统的4~20mA信号的分辨率有限,且模拟信号传输不可避免存在误差,因此在小差压的测量上误差较大,导致较大的流量测量误差。目前冶金企业使用的差压变送器都带HART协议,通常HART功能还仅仅停留在使用手操器设置量程和调整零点上。流量计算机直接采用HART协议读取变送器差压的数字信号,彻底消除了模拟信号采集的误差,大大提高了小差压测量的精度。这一点在差压式流量计的应用中有着质的飞跃。同时,流量计算机采用小波分析算法,解决了干扰信号对小差压信号带来的波动大的问题。“小波分析”是分析原始信号各种变化的特性,进一步用于数据压缩、噪声去除、特征选择等的一种数学分析方法。
2、现场管道流体力学模型算法
现场煤气管道可供流量计安装的直管段不足是经常会碰到的问题,也是很难解决的问题。流量计算机的出现,使该问题的解决成为可能。
首先,根据现场实际煤气管道的走向、长度、口径,以及上下游阻流件的类型,建立计算流体力学模型,模拟实际的流量范围,拟合出干扰系数的修正算法公式;然后将此修正算法公式编入到流量计算机的软件中。这样流量计算机在安装到现场后,即按照该修正算法公式,动态计算该管道的干扰系数,从而解决现场直管段不足的问题。
自整流V型皮托管流量计自2018年11月投入使用以来,运行稳定,没有发生取压部堵塞的故障,这说明针对脏污煤气介质而特殊设计的皮托管类流量计,完全能够适应煤气脏污问题。同时,该流量计测量的是点流速,可以在风洞中标定测头系数,解决了以往大口径流量计无法标定的难题,使得测量数据有说服力,符合计量需求。